第13章-单层厂房结构(孟宪宏).ppt

第13章 单层厂房结构 13.1 结构特性和体系 13.2 结构布置和主要结构构件 13.3 排架结构的内力分析 13.4 钢筋混凝土柱和基础设计 1. 结构特性 2. 结构体系 1.平剖面尺寸和 变形缝 2.屋盖结构布置和 主要构件 3.屋盖支撑体系 4.梁、柱体系布置 和主要构件 5.基础体系的布置 和主要构件 1. 基本假定和计 算简图 2. 排架荷载计算 3.排架结构的内力 计算方法 4. 排架结构的 内力组合 1. 钢筋混凝土 柱设计 2.柱的牛腿设计 3.柱的吊装验算 4.柱下独立基础 设计 内力计算方法 先按平面排架计算内力，再考虑厂房整体空间作用； 计算排架在每种荷载作用的内力，绘出排架柱内力图； 确定柱的几个关键控制截面； 关键控制截面的内力不利组合； 根据控制截面的内力最不利组合，进行截面设计。 单阶悬臂柱柱顶在单位力作用下的位移 令： 则 由图乘法求得 (13–9) 下端为固定上端为不动铰支座的单阶柱在任意荷载作用下的内力计算 由柱顶的变形协调条件可得 (13–10) 由图乘法求得 (13–11) 由式 (13–10) 可得 (13–12) 单阶变截面柱在各种荷载作用下的柱顶反力系数见教材的附表9。 柱顶反力系数 等高排架内力计算 1.排架柱顶作用集中荷载 由基本假定：横梁的轴刚度无穷大可得 (13–13) (13–14) (13–15) 将式(13–15)代入式(13–14)可得 则 (13–16) 将式(13–16)代入式(13–15)可得 (13–17) 式中 —第 i 柱的剪力分配系数。 2.排架在任意荷载作用下 不等高排架内力计算 不等高排架适合用力法求解。 由未知力x1、x2处的变形协调条件 、 求解x1、x2 。 (13–18) 内力组合的目的：将各种荷载单独作用下计算的内力，按照它们共同作用的可能性进行组合，以便求出构件控制截面的最不利内力组合设计值，作为构件承载力极限状态的设计依据。 控制截面 内力组合原则 《荷载规范》规定，对于承载力极限状态的基本组合，一般排架的荷载效应组合的设计值为 1）由可变荷载效应控制的组合 (13–19) 2）由永久荷载效应控制的组合 (13–20) 根据上述组合原则，对不考虑抗震设防的单厂结构，按承载力极限状态进行内力分析时，需进行以下可能的组合： ① 1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+风荷+吊车荷载) ② 1.2*恒荷+0.9*1.4(风荷+吊车荷载) ③ 1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+风荷) ④ 1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+吊车荷载) ⑤ 1.2*恒荷+1.4*吊车荷载 ⑥ 1.2*恒荷+1.4*风荷 内力组合应注意的问题： 恒荷在任何一种内力组合下都存在； 吊车竖向荷载 有分别作用在一跨厂房两个柱上的两种情况，每次只能选择其中一种情况参加内力组合； 在选择吊车横向水平荷载时，该跨必然作用有吊车的相应竖向荷载；但选择吊车竖向荷载时，不一定存在该吊车相应的横向水平荷载； 吊车横向水平荷载，可能是任意一跨内两台吊车引起的，存在作用在该跨两个柱上及两个方向制动的两种情况，只能选其中一种情况参加组合；也可能是任意两跨内由本跨一台最大吨位吊车引起的，也存在作用在本跨两个柱上以及两个方向制动的两种情况。对每一跨来说，只能选择上述两种可能情况中的一种情况参加内力组合；对整个排架结构来说，可选择任意两跨的各一种横向水平荷载参加内力组合； 风荷载有左或右风压作用方向，只能选择其中一种参加内力组合。 内力组合项目 对实腹柱：M、N 对柱截面配筋起控制作用，而V一般不起控制作用； 空实腹柱：除考虑M、N外，还考虑V的影响； 基础设计：要考虑M、N、 V共同作用的影响。 截面最不内力组合： 及相应的 、 及相应的 、 及相应的 或 、 及相应的 或 、 柱的计算长度 《规范》规定： 注：1.当计算中不考虑吊车荷载实，可按无吊车厂房柱的计算长度采用；但 2.表中 * 的值仅用于 Hu/Hl ≥3情况，当 Hu/Hl 3 时，此值为2.5Hu 。 上柱计算长度仍按有吊车厂房采用。 短牛腿 a≤h0 长牛腿 ah0 牛腿的应力状态 牛腿破坏形态 弯压破坏 裂缝 ①约为极限荷载的20%～40%，其走向是自上而下，此缝不形成破坏裂缝； 裂缝 ②约为极限荷载的40%～60%，其方向大致与主压应力迹线平行； （1）弯压破坏 当1a/h00.75或纵筋配置偏少时，斜裂缝